Evolução da Genética

     Abordaremos neste momento, de forma resumida, a descrição da linha do tempo da Genética:

      O final do século XVIII, início do XIX foi marcado por várias publicações no campo da biologia evolucionária visando responder basicamente duas questões:
1) o que aconteceu, ou seja, qual é a história da vida no planeta;
2) porque os organismos vivos são como são, ou seja, quais as forças diretivas da evolução?

      No início do século XIX entre 1809-15, Lamarck publica alguns trabalhos defendendo a idéia de que todas as espécies originam-se de outras, expondo pela primeira vez a noção de que toda alteração no mundo orgânico resulta de leis próprias e não de intervenções miraculosas.

      Em meados do século XIX (1844-1859) Darwin e Wallace, seguindo os passos de Lamarck, desenvolvem o conceito de seleção natural defendendo a idéia de que aqueles organismos que possuíssem as melhores características (os melhores pacotes instrucionais) para sobrevivência em um dado ambiente, produziriam o maior número de descendentes nas próximas gerações. Modificações produzidas no organismo em resposta ao meio poderiam modificar os pacotes instrucionais e serem transmitidas para a próxima geração.

      Vale salientar que o grande avanço científico na área biológica, ocorrido nos últimos dois séculos do milênio esteve freqüentemente associado ao desenvolvimento tecnológico e ao comércio internacional. No século XVII inventara-se o microscópio o que permitia o estudo de estruturas muito pequenas como, p.ex., os espermatozóides.

      Neste começo de século paralelamente ao desenvolvimento de idéias evolucionistas, cresce a necessidade de se desenvolver métodos adequados de cruzamentos para obtenção de características interessantes em animais e plantas.

      Em 1866, Gregor Mendel (1822-1884) publica no "Journal of the Brünn Society of Natural Science", uma descrição mecanicista das leis da hereditariedade, baseado em estudos desenvolvidos com ervilhas, retomando a idéia de que pacotes discretos de informação (fatores) são passados de pais para filhos ("Experiments in plant hybridization"). Cada traço por ele analisado, tais como forma ou cor das sementes, altura das plantas, tipos de vagens, etc, era determinado por pacotes informacionais que ocorriam aos pares, provenientes de cada um dos pais e que podiam conter instruções conflitantes de sorte que, eventualmente, uma poderia dominar sobre a outra. Todavia, a instrução não dominante seria preservada em forma latente e seus efeitos poderiam reaparecer na próxima geração em proporções perfeitamente previsíveis. O formalismo matemático adotado por Mendel para explicar as leis que governam a hereditariedade não foi prontamente absorvido pela comunidade científica incapaz de lidar bem com o conceito abstrato dos fatores. Assim a descrição feita por Mendel foi quase ignorada até 1900.

Figura 01: Gregor Mendel.

      A utilização do microscópio permite que várias estruturas celulares sejam reconhecidas. Primeiramente estabelece-se a caracterização do núcleo dentro das células e seu componente mais óbvio, os cromossomos (1882), os quais podiam ser identificados microscopicamente com técnicas de coloração.

      No início do século XX as idéias de Mendel foram recolocadas e têm se mostrado imbatíveis até o momento. Na década seguinte, uma série de trabalhos realizados pela equipe de Thomas Hunt Morgan na Columbia University, USA, com a mosca de frutas Drosophila, estabelece a conexão real entre os cromossomos e os genes os quais estariam dispostos linearmente nas fitas cromossômicas e quanto mais próximos estivessem um do outro maior a freqüência de cotransmissão dos mesmos, de geração à geração.Inicia-se, neste momento, um mergulho no centro informacional da célula que será a marca registrada do desenvolvimento da biologia no século XX. Nasce então a Genética.

      Em 1944 Avery, McLeod & McCarty demonstram que molécula que continha as informações transmitidas de geração à geração era o ácido desoxirribonucléico (DNA). Novamente a comunidade científica tem dificuldade em absorver a novidade.

      Os norte-americanos Linus Pauling (1901-1994) e Robert Corey (1897-1971), em 1950, identificam a estrutura molecular básica de proteínas (o modelo da alfa-hélice). Dois anos depois, eles propõem uma estrutura para o DNA que se mostraria equivocada, com três cadeias helicoidais entrelaçadas (o modelo da tripla hélice).m

      O norte-americano James Watson (1928-) e o britânico Francis Crick (1916-) decifram, em 7 de março de 1953, a estrutura de dupla hélice para o DNA e a publicam na revista "Nature" de 25 de abril, na qual saem também outros dois artigos sobre o DNA, um de Maurice Eilkins (1916-), Alexandre Stokes (1919-2003) e Herbert Wilson (1929- ), e outro de Rosalind Franklin e Raymond Gosling, ambos descrevendo resultados experimentais de difração do DNA com raios X que eram compatíveis com a estrutura proposta por Watson e Crick. Em 30 de maio, também na "Nature", Watson e Crick analisam as implicações genéticas de seu modelo e sugerem um mecanismo para a replicação do DNA.

      Em 1057,Francis Crick afirma que a especificidade de um fragmento de ácido nucléico depende apenas da sequência de suas bases e que essa sequência é a chave para a disposição dos aminoácidos em uma proteína particular. Propõe que o fluxo de informação vai do DNA para a proteína e que não pode retornar (suposição que ficou conhecida como o "Dogma Central").

      O sul-africano Sydney Brenner (1927-), o francês François Jacob (1920-) e Matthew Meselson, em 1961,descobrem que um tipo de RNA (o RNA mensageiro, ou mRNA) leva a informação genética "inscrita" na dupla hélice para a maquinaria celular que produz proteínas. Francis Crick e Jacques Monod tiveram também participação nessa descoberta.

      Em 1976 é criada a primeira companhia de engenharia genética, a Genentech. Produz a primeira proteína humana em uma bactéria geneticamente modificada e, em 1982, comercializa a primeira droga recombinante, insulina humana.

     E uma das notícias de maior importância declarada recentemente, em 2000, foi a de pesquisadores do consórcio público Projeto Genoma Humano e da empresa privada norte-americana Celera que anunciaram o rascunho do genoma humano 25, publicado mais tarde,em fevereiro de 2001.

A importância dos Microrganismos no avanço da Genética

      Embora o uso amplo de plantas e animais em pesquisas genéticas, a introdução de microrganismos deu um novo impulso á ciência da hereditariedade.

      Essa introdução foi um marco decisivo para o desenvolvimento da Genética, uma vez que microrganismos possuem qualidades quase ideais para este tipo de estudo. Eles apresentam, em geral, um ciclo vital rápido, permitindo o estudo da transmissão de características hereditárias em curto período de tempo; sendo seres microscópicos, eles podem ser cultivados em grande número, requerendo pouco espaço e portanto economia, propiciando que características raras possam ser detectadas em grandes populações; sendo menos complexos que plantas e animais superiores em suas exigências nutricionais e de cultivo, eles tornam mais fácil a elucidação dos mecanismos de herança, principalmente em seus aspectos moleculares. Além disso, uma grande maioria dos microrganismos apresenta um ou uma única série de cromossomos, que são as estruturas que contêm a maior parte do material genético, o DNA, permitindo que as características hereditárias se mainfestem de modo mais direto. Além destas vantagens, a utilização e importância cada vez maior destes seres microscópicos em processos industriais e de valor econômico nas áreas da saúde, agropecuária , energética, de alimentos e proteção ambiental, fez com que o interesse sobre a genética e melhoramento genético de microrganismos fosse incrementado. (BORZANI, et all, 2001)